マルチビームソナーの使用訓練

東海大学理学部化学科　大場武

2011年9月12〜16日

鹿児島県指宿市池田湖にて

１．目的
カメルーンのニオス・マヌーン湖ではそれぞれ1986年，1984年に湖水爆発が発生し，大量のCO2ガスが発生し周辺の住民が亡くなりました．その根源的な原因は，湖底でCO2を高濃度で含む温泉水が湧出し，深層に溜っていたことです．

ニオス・マヌーン湖の湖底の地形を詳細に調べることは，温泉水の湧出口の特定につながり，将来の災害防止に役立ちます．また，湖水爆発は水中で崖崩れがおきて深層水を攪乱したためだとする説があります．湖底地形を詳細に調べることにより，崖崩れ説の真偽を検証することができます．

現在，水中の地形を詳細に調べるにはマルチビームソナーと呼ばれる機器が使用されています．SATREPSプロジェクトではこのマルチビームソナーを購入し，ニオス・マヌーン湖の湖底地形を調べる計画を立てています．マルチビームソナーはきわめて高度な技術の機器であり，正しいデータを取得するには，十分な習熟が必要とされます．そのために，ニオス湖と深度が近く，火口湖である池田湖を選択し，マルチビームソナーの使用訓練を実施しました．

２．観測原理
マルチビームソナーは，複数のアレイ状の送信部から音波を湖底に向けて送信します．その際に，音波の干渉現象を利用してビーム状の音波を作り出します．一方でアレイ状に整列した受信部にはすだれ状のスリットがあり，ある一定の方向のみの音波を受信します．この二つの作用を組み合わせ，ある一定の方向から反射する音波をとらえ，音速から湖底までの距離を推定し，湖底の深度を計算します．

マルチビームソナーの技術的な詳細については，以下のサイトをご覧ください．
http://www.r2sonic.com/

３，訓練の様子

マルチビームソナーの送信部と受信部（黄色のシートの上のT字型の物体）


ソナーヘッドをボートに装荷した様子


装置一式を積み込んで出航（T字型の支えに乗っているのはGPSアンテナ）


水揚げされたソナーヘッド


池田湖は火口湖でありその東方にはウナギ池があります．ウナギ池の北岸には噴気と温泉の湧出がみられます．噴気は「すめ」と呼ばれ，地元の人たちに蒸し料理などに利用されています．実にのんびりとした時間が流れる温泉地です．


池田湖の南方には山川地熱発電所があります．


池田湖の西方には開聞岳があります．均整のとれた美しい山体は日本一でしょう．


山川地熱発電所の南方海岸沿いには山川砂蒸し温泉があります．この写真は湧出する温泉水の流れる様子です．茶色いのは何らかの鉱物が沈殿しているためです．

３．結果と総括
マルチビームソナーの威力は絶大であることを確認しました．同時に，この技術を習得するには，相当の努力と経験が必要であることを認識しました．今後，実地訓練を重ね，ニオス・マヌーン湖で十分な成果をあげられるように努力したいと思います．

４．参加者
東海大学：大場，荻沼
IRGM：イッサ，アレン
大阪大学：佐伯，実政
京都大学：金子
富山大学：日下部
吉田技術事務所：吉田
東陽テクニカ：藤島，中川，中野

５．謝辞
今回の調査にご理解をいただき，ご支援くださいました指宿市役所土木課の皆様に御礼申し上げます．